TWI489756B - 開關變換器電路及其控制方法 - Google Patents

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TWI489756B TW101108480A TW101108480A TWI489756B TW I489756 B TWI489756 B TW I489756B TW 101108480 A TW101108480 A TW 101108480A TW 101108480 A TW101108480 A TW 101108480A TW I489756 B TWI489756 B TW I489756B
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Description

開關變換器電路及其控制方法
本發明涉及開關變換器電路，更具體地說，本發明涉及開關變換器電路中的電流檢測電路。
如今的開關變換器電路通常將電流引入控制環路中，進而實現電壓電流雙環控制，因此需要用到電流檢測及控制技術。在採用自適應電壓定位(Adaptive Voltage Position)控制和和電流過流保護(Over Current Protection)控制的開關變換器電路中，電流的檢測和控制尤其重要。自適應電壓定位控制是近幾年來在開關變換器電路中應用相當廣泛的控制方法。採用自適應電壓定位控制的開關變換器電路具有較好的瞬態特性。自適應電壓定位控制的基本數學關係可參看第1圖。如第1圖所示，其縱坐標為穩壓器輸出電壓VO，橫坐標為穩壓器輸出電流IO，並且穩壓器輸出電壓VO與輸出電流IO呈函數關係：VO=VSET-R*IO (1)其中R為其變化斜率，VSET、R均為定值。
第2A圖是現有的自適應電壓定位控制電路的電感電流檢測電路。如第2A圖所示，開關變換器電路通過並聯在電感L上的檢測電容Cs和電阻Rs來檢測電感直流電阻DCR(direct current resistor)中的電流，從而實現檢測輸出電流的目的。具體原理如下：當時間常數Cs×Rs等於時間常數 L/DCR時，檢測電容Cs上的電壓Vcs等於電感直流電阻DCR上的電壓，即Vcs=iL×DCR (2)電感電流iL與Vcs/DCR成正比。當電感L選定後，電感直流電阻DCR是確定的，因此通過檢測電容Cs上的電壓Vcs即可確定電感電流iL的值。
然而，第2A圖中的電路需要晶片提供兩個額外的引腳接收檢測電容Cs兩端電壓差；並且，電感直流電阻DCR會隨著溫度的變化而變化，這將會影響電感電流值的檢測。第2B圖示出了電感電流中間值採樣電路中的各信號波形，其中iL代表電感電流，Spulse代表採樣脈衝，is代表採樣電流。電感電流中間值採樣電路在下功率管開啟時段的中間時間點採樣下功率管中的電流，然後將採樣得到的電流值保持到下個週期採樣時。通過這個方法採樣得到的電流值近似於電感電流平均值。然而採樣保持電路將會在回饋環路中產生較大的延遲，從而影響電路的瞬態特性。
本發明的目的在於解決現有技術的上述問題，提供一種適用於開關變換器電路的電流檢測電路，該電流檢測電路具有結構簡單、精度高，且無需晶片提供額外引腳等優點。
根據本發明一實施例提出的一種開關變換器電路，包括：功率級電路，包括串聯耦接的第一功率管和第二功率管，所述功率級電路接收輸入電壓，在第一驅動信號和第二驅動信號的控制下將輸入電壓轉換成輸出電壓提供給負載；即時電流檢測電路，具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至第一功率管，當第一功率管開啟時，所述即時電流檢測電路檢測第一功率管上的電流，並且提供表徵第一功率管上的電流的即時電流檢測信號到其輸出端；虛擬電流檢測電路，當第二功率管開啟時，所述虛擬電流檢測電路在其輸出端提供表徵第二功率管上的電流的虛擬電流檢測信 號；檢測電容，可選擇地耦接至所述即時電流檢測電路和虛擬電流檢測電路的輸出端，當第一功率管開啟時，所述檢測電容耦接至所述即時電流檢測電路，以接收即時電流檢測信號，當第二功率管開啟時，所述檢測電容耦接至所述虛擬電流檢測電路，以接收虛擬電流檢測信號，基於所述即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號，所述檢測電容提供電流檢測信號；控制器，耦接到所述檢測電容，接收電流檢測信號，並基於電流檢測信號，產生第一控制信號和第二控制信號；驅動器，耦接至控制器，接收所述第一控制信號和第二控制信號，並基於所述第一控制信號和第二控制信號，提供第一驅動信號和第二驅動信號到所述功率級電路。
依據本發明一實施例，所述開關變換器電路還包括：第一檢測開關，耦接在即時電流檢測電路的輸出端和檢測電容間，當所述第一功率管開啟時，所述第一檢測開關閉合，將即時電流檢測信號耦合到檢測電容上；第二檢測開關，耦接在虛擬電流檢測電路的輸出端和檢測電容間，當所述第二功率管開啟時，所述第二檢測開關閉合，將虛擬電流檢測信號耦合到檢測電容上。
依據本發明一實施例，所述開關變換器電路還包括：選擇開關，耦接至檢測電容，即時電流檢測電路和虛擬電流檢測電路，當所述第一功率管開啟時，所述選擇開關連接即時電流檢測電路和檢測電容，將即時電流檢測信號耦合到檢測電容上，當所述第二功率管開啟時，所述選擇開關連接虛擬電流檢測電路和檢測電容，將虛擬電流檢測信號耦合到檢測電容上。
根據本發明一實施例，所述虛擬電流檢測電路包括電流源。根據本發明一實施例，所述開關變換器電路還包括用來調節所述電流源的電流的電阻。
根據本發明一實施例，當第一功率管開啟時，所述即時電流檢測電路提供表徵流過第一功率管的電流峰值的最大值信號，和表徵流過第一功率管的電流穀值的最小值信號；所述虛擬電流檢測電路接收所述最大值信號，所述最小值信號以及表徵第二功率管開啟時長的時間信號，當第二功率管開啟時，基於所述最大值信號、所述最小值信號以及所述時間信號，虛擬電流檢測電路提供虛擬電流檢測信號。
本發明還提出了一種開關變換器電路的控制方法，所述開關變換器電路包括串聯連接的第一功率管和第二功率。根據本發明一實施例提出的控制方法包括：當第一功率管開啟時，產生表徵流過第一功率管的電流的即時電流檢測信號；當第二功率管開啟時，產生表徵流過第二功率管的電流的虛擬電流檢測信號；結合即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號，提供電流檢測信號；基於電流檢測信號，產生第一控制信號和第二控制信號來控制第一功率管和第二功率管。
10、30‧‧‧電流源
110、310‧‧‧片外電阻
100、200、300、400‧‧‧開關變換器電路
101、201、301、401‧‧‧第一功率管
102、202、302、402‧‧‧第二功率管
103、203、303、403‧‧‧即時電流檢測電路
107、207、307、407‧‧‧檢測電容
108、208、408‧‧‧控制器
109、209、409‧‧‧驅動器
104、304‧‧‧第一檢測開關
105、305‧‧‧虛擬檢測電路
106、306‧‧‧第二檢測開關
205、405‧‧‧虛擬電流檢測電路
Cs‧‧‧檢測電容
D1‧‧‧第一控制信號
D2‧‧‧第二控制信號
V0‧‧‧穩壓器輸出電壓
I0‧‧‧穩壓器輸出電流
L‧‧‧電感
Rs‧‧‧電阻
DCR‧‧‧電感直流電阻
GHS‧‧‧第一驅動信號
GLS‧‧‧第二驅動信號
Is‧‧‧電流檢測信號
Ipeak‧‧‧Is的最大值
Ivalley‧‧‧Is的最小值
iL‧‧‧電感電流
iS‧‧‧代表採樣電流
Spulse‧‧‧採樣脈衝
tonHS‧‧‧第一功率管開啟的時長
VIN‧‧‧輸入電壓
Vcs‧‧‧檢測電容Cs上的電壓
第1圖為自適應電壓定位控制的基本數學關係圖；第2A圖是現有的自適應電壓定位控制電路的電感電流檢測電路的示意圖；第2B圖示出了電感電流中間值採樣電路中的各信號波形；第3圖為採用本發明一實施例的電感電流檢測電路的開關變換器電路100的示意圖；第4圖為開關變換器電路100中電流檢測信號Is，第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS的波形的示意圖；第5圖為採用本發明一實施例的電感電流檢測電路的開關變換器電路200的示意圖；第6圖為採用本發明一實施例的電感電流檢測電路的開關變換器電路300的 示意圖；第7圖為開關變換器電路300中電流檢測信號Is，第一功率管的驅動信號GHS和第二功率管的驅動信號GLS的波形的示意圖；第8圖為採用本發明一實施例的電感電流檢測電路的開關變換器電路400的示意圖；第9圖為根據本發明實施例的開關變換器電路的電感電流檢測方法500的流程圖。
下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這裏描述的實施例只用於舉例說明，並不用於限制本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是：不必採用這些特定細節來實行本發明。在其他實例中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。
在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本發明至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和/或子組合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例繪製的。應當理解，當稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裏使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的 專案的任何和所有組合。
第3圖為採用本發明一實施例的電流檢測電路的開關變換器電路100的示意圖。如第3圖所示，開關變換器電路100包括功率級電路，所述功率級電路包括串聯耦接的第一功率管101和第二功率管102，所述功率級電路接收輸入電壓VIN，在第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS的控制下將輸入電壓轉換成輸出電壓提供給負載；即時電流檢測電路103，具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至第二功率管102，當第二功率管102開啟時，所述即時電流檢測電路103檢測第二功率管102上的電流，並且提供表徵第二功率管102上的電流的即時電流檢測信號到其輸出端；虛擬電流檢測電路105，當第一功率管101開啟時，所述虛擬電流檢測電路105在其輸出端提供表徵第一功率管101上的電流的虛擬電流檢測信號；檢測電容107，可選擇地耦接至所述即時電流檢測電路103的輸出端和虛擬電流檢測電路105的輸出端，當第二功率管102開啟時，所述檢測電容107耦接至所述即時電流檢測電路103，以接收即時電流檢測信號，當第一功率管101開啟時，所述檢測電容107耦接至所述虛擬電流檢測電路105，以接收虛擬電流檢測信號，基於所述即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號，所述檢測電容107提供電流檢測信號；控制器108，耦接到所述檢測電容107，接收電流檢測信號，並基於電流檢測信號，產生第一控制信號D1和第二控制信號D2；驅動器109，耦接至控制器108，接收所述第一控制信號D1和第二控制信號D2，並基於所述第一控制信號D1和第二控制信號D2，提供第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS到所述功率級電路。
在第3圖所示實施例中，開關變換器電路100還包括：第一檢測開關104，耦接在即時電流檢測電路103的輸出端和檢測電容107之間，當所述第二功率管102開啟時，所述第一檢測開關104閉合，將即時電流檢測 信號耦合到檢測電容107上；第二檢測開關106，耦接在虛擬電流檢測電路105的輸出端和檢測電容107之間，當所述第一功率管101開啟時，所述第二檢測開關106閉合，將虛擬電流檢測信號耦合到檢測電容107上。
本領域普通技術人員應該知道，所述第一檢測開關104和第二檢測開關106可以由選擇開關來替代。該選擇開關可以耦接至檢測電容107，即時電流檢測電路103和虛擬電流檢測電路105。當所述的第二功率管102開啟時，所述選擇開關連接即時電流檢測電路103和檢測電容107，將即時電流檢測信號耦合到檢測電容107上；當所述第一功率管101開啟時，所述選擇開關連接虛擬電流檢測電路105和檢測電容107，將虛擬電流檢測信號耦合到檢測電容107上。
在一個實施例中，所述虛擬電流檢測電路105包括電流源10。在一個實施例中，所述開關變換器電路100還包括片外電阻110。通過改變電阻110的阻值，可以調節虛擬電流檢測電路105中的電流源10的電流。第4圖為開關變換器電路100中的電流檢測信號Is，第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS的波形示意圖。下面結合第3圖和第4圖詳細闡述第3圖中的開關變換器電路100的工作原理。
第3圖中所示實施例中，第一功率管101和第二功率管102均採用N型場效應管來實現，並且第一功率管101和第二功率管102是同步開關管，兩者交替導通，因此第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS相位正好相反。本領域普通技術人員應該知道，第一功率管101和第二功率管102均可以採用N型場效應管，P型場效應管，二極體或三極管來實現。當採用不同的電晶體時，第一驅動信號和第二驅動信號有可能是同相也有可能是反相的。例如當第一功率管101採用P型場效應管，而第二功率管採用N型場效應管時，第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS就是同相的，即當驅動信號GHS 和GLS為低電平時，第一功率管101開啟，第二功率管102關閉，開關變換器電路的電感中的電流等同于第一功率管101中的電流，當第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS為高電平時，第一功率管101關閉，第二功率管102開啟，電感中的電流等同于第二功率管102中的電流；當第一功率管101採用P型場效應管，而第二功率管採用二極體時，第二驅動信號GLS就不再需要了，即當第一驅動信號GHS為低電平時，第一功率管101開啟，電感中的電流等同于第一功率管101中的電流，當第一驅動信號GHS為高電平時，第一功率管101關閉，電感中的電流等同于第二功率管102中的電流。
第4圖中，當第一驅動信號GHS為低電平，第二驅動信號GLS為高電平時，第一功率管101關閉，第二功率管102開啟。此時即時檢測電路103檢測流過第二功率管102的電流，輸出即時電流檢測信號；同時第一檢測開關104閉合，將即時電流檢測信號耦合到檢測電容107上。由於此時第二功率管102中的電流是以一定斜率下降的，因此電流檢測信號以及檢測電容107上的電壓也以相同的斜率下降，如第4圖中波形Is的實線段所示。當第一驅動信號GHS為高電平，第二驅動信號GLS為低電平時，第一功率管101開啟，第二功率管102關閉，同時第二檢測開關106閉合，虛擬檢測電路103中的電流源10給檢測電容107充電，檢測電容107上的電壓以一定的斜率上升，相當於虛擬檢測電路105向檢測電容107輸出虛擬電流檢測信號，如第4圖中波形Is的虛線所示。通過調整電流源10的電流和檢測電容107的值，可以使檢測電容107上的電壓跟隨第一功率管101中的電流的上升斜率，並且具有和即時電流檢測信號相一致的幅值。通過上述描述可以知道，檢測電容107上的電壓即為電流檢測信號Is，可以在整個週期內完全反映第一功率管101和第二功率管102中的電流。即時電流檢測電路103為本領域普通技術人員熟知的電路結構，在此處不作詳細說明。
如第4圖所示，電流檢測信號Is具有最大值Ipeak和最小值Ivalley，因此當第一功率管101開啟時，虛擬電流檢測信號的斜率可以根據下式確定： 其中tonHS為第一功率管開啟的時長。
第5圖為採用本發明一實施例的電感電流檢測電路的開關變換器電路200的示意圖。在一個實施例中，第5圖中的虛擬電流檢測電路205實現以上等式(3)中的功能，即根據第二功率管中的電流峰值Ipeak，穀值Ivalley以及第一功率管的開啟時長tonHS產生斜率為di/dt的虛擬電流檢測信號。具體來說，開關變換器電路200與開關變換器電路100的區別在於即時電流檢測電路和虛擬電流檢測電路的結構和連接方式不同。即當第二功率管202開啟時，即時電流檢測電路203除了提供即時電流檢測信號外，還提供表徵流過第二功率管202的電流峰值的最大值信號Ipeak和表徵流過第二功率管202的電流穀值的最小值信號Ivalley；虛擬電流檢測電路205接收所述最大值信號Ipeak，所述最小值信號Ivalley以及表徵第一功率管201開啟時長的時間信號tonHS，當第一功率管201開啟時，基於所述最大值信號Ipeak，所述最小值信號Ivalley以及所述時間信號tonHS，所述虛擬電流檢測電路205提供虛擬電流檢測信號。
在一個實施例中，所述表徵第一功率管201開啟時長的時間信號tonHS是根據上一週期中第一功率管201開啟時長得到的。
與開關變換器電路100類似，開關變換器電路200通過選擇開 關或者第一檢測開關和第二檢測開關將即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號耦合到檢測電容207上。因此，檢測電容207上將產生表徵整個週期內的第一功率管201和第二功率管202中的電流的電流檢測信號Is。控制器208耦接到檢測電容207，接收電流檢測信號Is，基於該電流檢測信號Is，輸出第一控制信號D1和第二控制信號D2到驅動器209。驅動器將第一控制信號D1和第二控制信號D2加強後輸出第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS來控制第一功率管201和第二功率管202。
第6圖為採用本發明一實施例的電流檢測電路的開關變換器電路300。與第3圖中的開關變換器電路100相比，第6圖中的即時電流檢測電路303的輸入端耦接至第一功率管301，當第一功率管301開啟時，所述即時檢測電路303檢測第一功率管301上的電流，並且提供表徵流過第一功率管301的電流的即時電流檢測信號到其輸出端；當第二功率管302開啟時，虛擬電流檢測電路305提供表徵流過第二功率管302上的電流的虛擬電流檢測信號到其輸出端。檢測電容307可選擇地耦接至所述即時電流檢測電路303的輸出端和虛擬電流檢測電路305的輸出端，當第一功率管301開啟時，所述檢測電容307耦接至所述即時電流檢測電路303，以接收即時電流檢測信號，當第二功率管302開啟時，所述檢測電容307耦接至所述虛擬電流檢測電路305，以接收虛擬電流檢測信號，基於所述即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號，所述檢測電容307提供電流檢測信號Is。開關變換器電路300的其他電路結構與開關變換器電路100一致，為敍述簡明，這裏不再詳述。
在開關變換器電路300中，所述虛擬電流檢測電路305包括電流源30。
在一個實施例中，所述開關變換器電路300還包括片外電阻310。通過改變電阻310的阻值，可以調節虛擬電流檢測電路305中的電流源 30的電流。
第7圖為開關變換器電路300中電流檢測信號Is，第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS的波形。下面結合第6圖和第7圖詳細闡述第6圖中的開關變換器電路300的工作原理。
第一驅動信號GHS和第二驅動驅動信號GLS分別為第一功率管301和第二功率管302的驅動信號。當第一驅動信號GHS為高電平，第二驅動信號GLS為低電平時，第一功率管301開啟，第二功率管302關閉。此時即時檢測電路303檢測流過第一功率管301的電流，輸出即時電流檢測信號；同時第一檢測開關304閉合，將即時電流檢測信號耦合到檢測電容307上。由於此時第一檢測開關304中的電流是以一定斜率上升的，因此電流檢測信號以及檢測電容307上的電壓也以相同的斜率上升。當第一驅動信號GHS為低電平，第二驅動信號GLS為高電平時，第一功率管301關閉，第二功率管302開啟，同時第二檢測開關306閉合，虛擬檢測電路中的電流源30給檢測電容307放電，檢測電容307上的電壓以與電感電流下降斜率一致的斜率下降，相當於虛擬檢測電路305向檢測電容307輸出虛擬電流檢測信號。通過調整電流源30的電流和檢測電容307的值，可以使檢測電容307上的電壓值跟隨第二功率管302中的電流的下降斜率，並且具有和即時電流檢測信號相一致的幅值。通過上述描述可以知道，檢測電容107上的電壓可以在整個週期內完全反映第一功率管301和第二功率管302中的電流，如第7圖所示。檢測電容307上的電壓即為電流檢測信號Is。即時電流檢測電路303為本領域普通技術人員熟知的電路結構，此處不再詳細說明。
開關變換器電路300的工作原理與開關變換器電路100的工作原理相同，為敍述簡明，此處不再說詳細說明。
如第7圖中所示，電流檢測信號Is具有最大值Ipeak和最小值 Ivalley，因此當第二功率管開啟時，虛擬電流檢測信號的斜率可以根據下式確定： 其中tonLS為第二功率管開啟的時長。
第8圖為採用本發明第四實施例的電流檢測電路的開關變換器電路400的示意圖。在一個實施例中，第8圖中的虛擬電流檢測電路405實現以上方程(4)中的功能，即根據第一功率管中的電流峰值Ipeak，穀值Ivalley以及第二功率管402的開啟時長tonLS產生斜率為di/dt的虛擬電流檢測信號。具體來說，開關變換器電路400與開關變換器電路300的區別在於即時電流檢測電路和虛擬電流檢測電路的結構和連接方式不同。即當第一功率管401開啟時，即時電流檢測電路403還提供表徵流過第一功率管401的電流峰值的最大值信號Ipeak，表徵流過第一功率管401的電流穀值的最小值信號Ivalley；虛擬電流檢測電路405接收所述最大值信號Ipeak，所述最小值信號Ivalley以及表徵第二功率管402開啟時長的時間信號tonLS，當第二功率管402開啟時，基於所述最大值信號Ipeak，所述最小值信號Ivalley以及所述時間信號tonLS，虛擬電流檢測電路405提供虛擬電流檢測信號。
在一個實施例中，所述表徵第二功率管402開啟時長的時間信號tonLS是根據上一週期中第二功率管402開啟時長得到的。
與開關變換器電路300類似，開關變換器電路400將即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號耦合到檢測電容407上，因此，檢測電容407上將產生表徵整個週期內的第一功率管401和第二功率管402中的電流的電 流檢測信號Is。控制器408耦接到檢測電容407，接收電流檢測信號，基於該電流檢測信號，輸出第一控制信號D1和第二控制信號D2到驅動器409。驅動器將第一控制信號D1和第二控制信號D2加強後輸出第一驅動信號GHS和第二驅動信號GLS來控制第一功率管401和第二功率管402。
本領域普通技術人員應該知道，以上應用在開關變換器電路100，200，300和400中的電流檢測電路可以應用在很多開關變換器電路中，如BUCK，BOOST，BUCK-BOOST等等。以上電流檢測電路尤其適用於採用自適應電壓定位控制方法或過流保護控制方法的電路中。
第9圖為根據本發明實施例的開關變換器電路的電感電流檢測方法500的流程圖。所述開關變換器電路包括第一功率管和第二功率管，以及控制第一功率管和第二功率管的控制器。所述檢測方法500的步驟包括：步驟501，當第一功率管開啟時，產生表徵流過第一功率管的電流的即時電流檢測信號；步驟502，當第二功率管開啟時，產生表徵流過第二功率管的電流的虛擬電流檢測信號；步驟503，結合即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號，提供電流檢測信號；步驟504，基於電流檢測信號，控制器產生第一控制信號和第二控制信號來控制第一功率管和第二功率管。
在一個實施例中，所述檢測方法500的步驟還包括：提供(1)表徵流過第一功率管的電流峰值的最大值信號，(2)表徵流過第一功率管的電流穀值的最小值信號，(3)表徵第二功率管開啟時長的時間信號，基於所述最大值信號，最小值信號和時間信號，產生表徵流過第二功率管的電流的虛擬電流檢測信號。
雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限 於任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。
200‧‧‧開關變換器電路
201‧‧‧表徵第一功率管
202‧‧‧表徵流過第二功率管
203‧‧‧即時電流檢測電路
205‧‧‧虛擬電流檢測電路
207‧‧‧檢測電容
208‧‧‧控制器
209‧‧‧驅動器
D1‧‧‧第一控制信號
D2‧‧‧第二控制信號
GHS‧‧‧第一驅動信號
GLS‧‧‧第二驅動信號
Is‧‧‧電流檢測信號
Lpeak‧‧‧Is的最大值
Ivalley‧‧‧Is的最小值
tonHS‧‧‧第一功率管開啟的時長
VIN‧‧‧輸入電壓

Claims (10)

  1. 一種開關變換器電路，包括：功率級電路，包括串聯耦接的第一功率管和第二功率管，所述功率級電路接收輸入電壓，在第一驅動信號和第二驅動信號的控制下將輸入電壓轉換成輸出電壓提供給負載；即時電流檢測電路，具有輸入端和輸出端，其輸入端耦接至第一功率管，當第一功率管開啟時，所述即時電流檢測電路檢測第一功率管上的電流，並且提供表徵第一功率管上的電流的即時電流檢測信號到其輸出端；虛擬電流檢測電路，當第二功率管開啟時，所述虛擬電流檢測電路在其輸出端提供表徵第二功率管上的電流的虛擬電流檢測信號；檢測電容，可選擇地耦接至所述即時電流檢測電路和虛擬電流檢測電路的輸出端，當第一功率管開啟時，所述檢測電容耦接至所述即時電流檢測電路，以接收即時電流檢測信號，當第二功率管開啟時，所述檢測電容耦接至所述虛擬電流檢測電路，以接收虛擬電流檢測信號，基於所述即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號，所述檢測電容提供電流檢測信號；控制器，耦接到所述檢測電容，接收電流檢測信號，並基於電流檢測信號，產生第一控制信號和第二控制信號；驅動器，耦接至控制器，接收所述第一控制信號和第二控制信號，並基於所述第一控制信號和第二控制信號，提供第一驅動信號和第二驅動信號到所述功率級電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的開關變換器電路，還包括：第一檢測開關，耦接在即時電流檢測電路的輸出端和檢測電容間，當所述第一功率管開啟時，所述第一檢測開關閉合，將即時電流檢測信號耦合到檢測電容上； 第二檢測開關，耦接在虛擬電流檢測電路的輸出端和檢測電容間，當所述第二功率管開啟時，所述第二檢測開關閉合，將虛擬電流檢測信號耦合到檢測電容上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的開關變換器電路，還包括選擇開關，耦接至檢測電容，即時電流檢測電路和虛擬電流檢測電路，當所述第一功率管開啟時，所述選擇開關連接即時電流檢測電路和檢測電容，將即時電流檢測信號耦合到檢測電容上，當所述第二功率管開啟時，所述選擇開關連接虛擬電流檢測電路和檢測電容，將虛擬電流檢測信號耦合到檢測電容上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的開關變換器電路，所述虛擬電流檢測電路包括電流源。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的開關變換器電路，還包括用來調節所述電流源的電流的電阻。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的開關變換器電路，其中：當第一功率管開啟時，所述即時電流檢測電路提供表徵流過第一功率管的電流峰值的最大值信號，和表徵流過第一功率管的電流穀值的最小值信號；所述虛擬電流檢測電路接收所述最大值信號，所述最小值信號以及表徵第二功率管開啟時長的時間信號，當第二功率管開啟時，基於所述最大值信號、所述最小值信號以及所述時間信號，虛擬電流檢測電路提供虛擬電流檢測信號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的開關變換器電路，其中所述控制器採用自適應電壓定位控制技術或電流過流保護控制技術來產生第一控制信號和第二控制信號。
  8. 一種開關變換器電路的控制方法，所述開關變換器電路包括串聯連接的第 一功率管和第二功率管，所述控制方法包括：當第一功率管開啟時，產生表徵流過第一功率管的電流的即時電流檢測信號；當第二功率管開啟時，產生表徵流過第二功率管的電流的虛擬電流檢測信號；結合即時電流檢測信號和虛擬電流檢測信號，提供電流檢測信號；基於電流檢測信號，產生第一控制信號和第二控制信號來控制第一功率管和第二功率管。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的開關變換器電路的控制方法，其中產生表徵流過第二功率管的電流的虛擬電流檢測信號包括通過電流源來設置虛擬電流檢測信號。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的開關變換器電路的控制方法，還包括：提供(1)表徵流過第一功率管的電流峰值的最大值信號，(2)表徵流過第一功率管的電流穀值的最小值信號，(3)表徵第二功率管開啟時長的時間信號；基於所述最大值信號、最小值信號和時間信號，產生表徵流過第二功率管的電流的虛擬電流檢測信號。
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